Giáo trình Cấu trúc dữ liệu và thuật - Chương 4: Các khái niệm cơ bản - Nguyễn Tri Tuấn

LOGO Các khái niệm cơ bản Cấu trúc dữ liệu & Giải thuật (Data Structures and Algorithms) Nguyễn Tri Tuấn Khoa CNTT – ĐH.KHTN.Tp.HCM Email: nttuan@fit.hcmus.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2www.themegallery.com Nội dung Kiểu dữ liệu (Data Type) Kiểu dữ liệu cơ bản (Basic Data Type) Cấu trúc dữ liệu (Data structure) Đánh giá Cấu trúc dữ liệu 2 3 6 5 1 Kiểu dữ liệu có cấu trúc (Structured Data Type) Kiểu dữ liệu trừu tượng (ADT – Abstract Data Type)4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kiểu dữ liệu (1) 3
Hãy viết ra ít nhất 5 kiểu dữ liệu mà bạn biết.
Mô tả ngắn gọn các đặc điểm của mỗi kiểu dữ liệu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4Kiểu dữ liệu (2)
Ví dụ:
Kiểu số nguyên (int)
Kiểu ký tự (char)
Kiểu chuỗi (string)
Kiểu mảng (array)

Định nghĩa tổng quát “Kiểu dữ liệu” T =
V (Values - miền giá trị): tập hợp các giá trị mà kiểu T có thể nhận
O (Operators – các thao tác): tập hợp các thao tác cơ bản được định nghĩa trên V CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5Kiểu dữ liệu (3)
Ví dụ
T = short int (2 bytes) • V = {-32,768 .. +32,767} • O = {+, -, *, div, mod, >, >=, >}
T = int (4 bytes) • V = {-2,147,483,648 .. 2,147,483,647} • O = {+, -, *, div, mod, >, >=, >}
T = unsigned char (1 bytes) • V = {0 .. 255} • O = {+, -, *, div, mod, >, >=, >} CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6Kiểu dữ liệu cơ bản (1)
Các ngôn ngữ lập trình (C/C++/Java,) đều cung cấp sẵn các kiểu dữ liệu cơ bản để người lập trình sử dụng
Các kiểu số nguyên: short int, int, long, char
Kiểu logic: bool
Các kiểu số thực: float, double CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7Kiểu dữ liệu cơ bản (2) Kiểu dữ liệu Kích thước (size) Miền giá trị bool 1 byte ? char, unsigned char 1 byte ? short, unsigned short 2 bytes ? int, unsigned int 4 bytes ? long, unsigned long 4 bytes ? long long, unsigned long long 8 bytes ? float 4 bytes ? double 8 bytes ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8Kiểu dữ liệu có cấu trúc (1)
Người lập trình cũng có thể xây dựng các kiểu dữ liệu mới bằng cách kết hợp các kiểu cơ bản thành một kiểu cấu trúc:
Kiểu mảng: array
Kiểu chuỗi ký tự: string
Kiểu struct
Kiểu tập hợp: enum
Kiểu union CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9Kiểu dữ liệu có cấu trúc (2)
Kiểu array:
VD. int NumList[100]; // array gồm 100 int. Size = ?
Kiểu string:
VD. char Name[30]; // array gồm 30 char. Size = ?
Kiểu struct:
VD. struct DATE { unsigned short int Year, Month, Day; }; // Size = ? struct PERSON { char CardID[9]; // số CMND char Name[30]; struct DATE Birthday; float Weight; }; // Size = ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Kiểu dữ liệu có cấu trúc (3)
Kiểu enum: enum BOOLEAN { false, // false = 0, true = 1 true }; enum BOOLEAN isCorrect = true; // giá trị của biến = 1 enum WEEKDAYS // tập hợp các ngày trong tuần { sunday, // sunday=0, monday=1, tuesday=2, monday, tuesday, wednesday, thursday, friday, saturday }; enum WEEKDAYS today = thursday; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 Kiểu dữ liệu có cấu trúc (4)
Kiểu union: // using_a_union.cpp #include union NumericType { char cValue; int iValue; double dValue; }; // Size = 8 bytes int main() { union NumericType Values; Values.iValue = 1000; printf("%d\n", Values.iValue); Values.dValue = 3.1416; printf("%f\n", Values.dValue); } CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Nội dung Kiểu dữ liệu (Data Type) Kiểu dữ liệu cơ bản (Basic Data Type) Cấu trúc dữ liệu (Data structure) Đánh giá Cấu trúc dữ liệu 2 3 6 5 1 Kiểu dữ liệu có cấu trúc (Structured Data Type) Kiểu dữ liệu trừu tượng (ADT – Abstract Data Type)4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kiểu dữ liệu trừu tượng (1)
Định nghĩa ADT
Là một tập các giá trị, cùng với các thao tác liên quan
Không chỉ rõ cách thức cài đặt cụ thể (độc lập với cách thức cài đặt)
Ví dụ:
Stack ADT • Tập các phần tử • Các thao tác: push, pop, peak
Có nhiều cách cài đặt Stack ADT: • Cài đặt dùng mảng 1 chiều • Cài đặt dùng danh sách liên kết 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kiểu dữ liệu trừu tượng (2)
Hãy cho 3 ví dụ về ADT mà bạn biết
Mô tả các thao tác cơ bản
Nêu ít nhất 2 cách cài đặt cho mỗi ADT 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 Cấu trúc dữ liệu (1)
Là cách thức tổ chức (organizing) và lưu trữ (storing) dữ liệu trong bộ nhớ (memory) để mang lại hiệu quả khi thi hành thuật toán
Cấu trúc dữ liệu là cách thức cài đặt của ADT
Danh sách liên kết (Linked list), hàng đợi (Queue), ngăn xếp (Stack), cây (Tree), từ điển (Dictionary), Heap,
External memory data structure CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc dữ liệu (2)
Mỗi cấu trúc dữ liệu sẽ thích hợp cho một ứng dụng cụ thể
B-cây thích hợp để dùng cho database
Trình biên dịch thường dùng bảng băm (Hash table) để tìm kiếm
Bảng băm cũng thường dùng cho ứng dụng Từ điển (dictionary)
Hàng đợi (Queue) dùng cho ứng dụng phân phối hàng hoá
16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 Nội dung Kiểu dữ liệu (Data Type) Kiểu dữ liệu cơ bản (Basic Data Type) Cấu trúc dữ liệu (Data structure) Đánh giá Cấu trúc dữ liệu 2 3 4 5 1 Kiểu dữ liệu có cấu trúc (Structured Data Type) Kiểu dữ liệu trừu tượng (ADT – Abstract Data Type) 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 Đánh giá Cấu trúc dữ liệu (1)
Một cấu trúc dữ liệu được gọi là thích hợp cho một ứng dụng (A) nếu thoả được các điều kiện sau:
Lưu trữ đầy đủ và đúng đắn dữ liệu của A
Dễ dàng truy xuất và xử lý
Tiết kiệm bộ nhớ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 19 Đánh giá Cấu trúc dữ liệu (2)
Tính đầy đủ và đúng đắn:
VD1. dữ liệu cần lưu là “điểm trung bình” int DiemTB; char DiemTB; float DiemTB;
VD2. dữ liệu cần lưu là “ngày” [1-31] int Ngay; short int Ngay; unsigned short int Ngay; float Ngay;
VD3. dữ liệu cần lưu là “năm” unsigned char Nam; unsigned int Nam; unsigned short int Nam; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20 Đánh giá Cấu trúc dữ liệu (3)
Tính đầy đủ và đúng đắn:
VD4. dữ liệu cần lưu là “đơn giá mặt hàng (VND)” unsigned short int Dongia; unsigned int Dongia; float Dongia; unsigned long long Dongia;
VD5. dữ liệu cần lưu là “đơn giá mặt hàng (USD)” unsigned short int Dongia; unsigned int Dongia; float Dongia; CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 21 Đánh giá Cấu trúc dữ liệu (4)
Tính dễ dàng truy xuất và xử lý
VD. dữ liệu cần lưu là “ngày sinh” char Ngaysinh[8]; // ddmmyyyy char Ngaysinh[8]; // yyyymmdd struct DATE Ngaysinh;
Tính tiết kiệm bộ nhớ
Xem VD. trên CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22 Q & A Q
? A ☺ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt